Opis projektu
Nowa technika mikroskopowa pozwala na obserwację nanoskalowych mechanizmów polaryzacji cząsteczek
Nawet obojętne elektrycznie cząsteczki mają właściwości elektryczne, które mogą regulować sposób ich interakcji z innymi cząsteczkami. Jedną z przyczyn tego stanu rzeczy jest polaryzacja, czyli względne rozdzielenie ładunków. Chyba najbardziej znanym przykładem tego zjawiska jest cząsteczka wody, o relatywnie większej gęstości elektronowej wokół tlenu (a przez to ładunku ujemnym) oraz względnie bardziej dodatnim ładunku atomów wodoru. Polaryzacja innych cząsteczek nadaje im hydrofilowość, czyli skłonność do łączenia się z wodą. Manipulowanie polaryzacją cząsteczek w cieczach i jej pomiary mogą pomóc nam w scharakteryzowaniu dynamiki i organizacji cząsteczek regulowanych przez właściwości elektryczne. Dotychczas uzyskanie nanoskalowej rozdzielczości nie było możliwe. Dzięki finansowanemu ze środków UE projektowi Liquid2DM jest to teraz wykonalne, co pozwala na poznanie fizycznych właściwości materii w nanoskali, wpływając na podstawowe badania i zastosowania w dziedzinie biologii, medycyny i nie tylko.
Cel
Understanding molecular organization and dynamics which are governed by electrostatic and electrodynamics interactions on the nanoscale requires the measurement of dielectric polarization at the molecular level. Yet, this has remained a formidable challenge because standard dielectric spectroscopy is limited to the micrometer scale that is achieved by using microfabricated electrodes at low frequencies and optical approaches at high frequencies. At the same time, despite the advances in atomistic calculations, theorists struggle to predict dielectric polarization when the system approaches molecular sizes. During the last years I pioneered the development of scanning dielectric microscopy, measuring the dielectric constants of nano-objects as small as tens of nanometers in size - a resolution unparalleled world-wide. In the next five years, I will push the boundaries of the technique and probe the polarizability of liquids and biological macromolecules under two-dimensional (2D) confinement by implementing novel experimental and theoretical approaches. By engineering 2D liquid cells with controlled properties by van der Waals assembly, I will probe polarization and thermodynamic properties of nanoconfined molecular liquids for the first time on the molecular scale with fundamental implications for physical and life sciences. It will provide the experimental data to validate first-principles predictions and mean-field computational methods on which the study of condensed/soft matter and molecular biology is based. The proposal will exploit my current lead to access a key physical property of matter that has remained unknown so far, enabling a wealth of new science in a vast range of research fields, from physical sciences to chemistry and biology, and facilitating the design of devices with novel functionalities.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykamikroskopia
- inżynieria i technologiainne gałęzie inżynierii i technikimikrotechnologiainżynieria molekularna
- nauki przyrodniczenauki fizyczneoptykaspektroskopia
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Słowa kluczowe
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-COG - Consolidator GrantInstytucja przyjmująca
M13 9PL Manchester
Zjednoczone Królestwo